一种陶瓷复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷复合材料，属于陶瓷材料领域。本发明专利技术以玻化微珠为原料，滑石粉以物理填覆作用对玻化微珠进行封堵，部分水化反应，提高玻化微珠耐热性能，乳化硅油可通过范德华力吸附于玻化微珠表面，改变表面性质，提高玻化微珠在陶瓷复合材体系的所带来的耐热性能，提高组织间的粘结力，提高耐磨性，以氮化硼为原料，先通过多巴胺吸附于氮化硼表面引入小分子环氧基团，表面接枝硅烷偶联剂，多巴胺又可自聚合为聚多巴胺，提高反应活性，改善分散性，提高环氧涂层的抗腐蚀性，以FeCl3·6H2O为Fe源又可由多巴胺的桥联作用将Fe3O4粒子均匀的固定于复合物表面，有效的分散Fe3O4，显著提升耐磨性。本发明专利技术解决了目前陶瓷复合材料耐磨削性、耐热性差的问题。

A ceramic composite material

The invention discloses a ceramic composite material, which belongs to the field of ceramic materials. The invention takes vitrified micro-beads as raw materials, talc powder plugs the vitrified micro-beads by physical filling, partially hydrates, improves the heat resistance of the vitrified micro-beads, and the emulsified silicone oil can be adsorbed on the surface of the vitrified micro-beads by Van der Waals force, changes the surface properties, and improves the heat resistance of the vitrified micro-beads in the ceramic composite material system. With boron nitride as raw material, a small molecular epoxy group was introduced on the surface of boron nitride by adsorbing dopamine. Silane coupling agent was grafted on the surface, and dopamine could be self-polymerized into polydopamine. The reaction activity, dispersion and corrosion resistance of epoxy coating were improved. FeCl3 6H2O can be used as Fe source and dopamine bridging can fix Fe3O4 particles evenly on the surface of the composite. Fe3O4 can be effectively dispersed and the wear resistance can be improved significantly. The invention solves the problem of poor abrasion resistance and poor heat resistance of the ceramic composite at present.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷复合材料
本专利技术属于陶瓷材料领域，具体涉及一种陶瓷复合材料。
技术介绍
陶瓷材料具有密度低、比强度高、耐高温以及高温下化学性质稳定等优点，因而在航空、航天、冶金和石化等领域得到广泛应用。且由于单一材料本身的限制，要满足多种苛刻条件，必须通过材料的复合才能满足多元的需求。因此陶瓷复合材料具有强度和韧性的双重优势。碳化硅陶瓷具有硬度高，耐强温、耐氧化、耐腐蚀，高温强度高，分解温度高，化学稳定性好，抗热震性好，热导率高，热膨胀系数低等优点，在诸多领域有广泛的应用，尤其是碳化硅陶瓷所具有的优良的热力学性能使其在热交换器、蓄热燃烧等对热性能要求较高的场合具有广阔的应用前景。氮化铝是一种综合性能优良的新型陶瓷材料，具有优良的热传导性，无毒，并且与碳化硅在原子尺寸、分子量、密度以及晶体结构相似，因而引起了不少研究者的关注。硅硼碳氮陶瓷复合材料本身极强的共价键结构赋予其较高的热稳定性、抗高温氧化、抗热震性、抗烧蚀、抗高温蠕变等性能，加之其具有密度低、弹性模量低、热膨胀系数小等优点，可作为一种新型高温航天防热结构材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前陶瓷复合材料耐磨削性、耐热性差的问题，提供一种陶瓷复合材料。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。所述辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。所述粘结剂：按质量比4：1~2：5~8取聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、水混合，即得粘结剂。所述改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合搅拌，静置，得预水化物，取预水化物干燥，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。所述乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。所述复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，超声处理，加入氮化硼粉末质量40~55%的盐酸多巴胺混合，反应4~6h，加入氮化硼粉末质量15~25%的偶联剂，于60~70℃下反应4~6h，离心，取离心物用离心物质量3~6倍的的乙醇溶液洗涤后，干燥，得预处理氮化硼；（2）按质量比1：20~30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，超声波分散，得分散液，取分散液于60~75℃，加入预处理氮化硼质量2~5倍的盐料混合搅拌，得搅拌液，取搅拌液于180~200℃密封，保温，冷却，出料，离心，静置，真空抽滤，取滤渣用乙醇清洗，干燥，即得复合改性氮化硼材料。所述步骤（1）中的混合液：按质量比4：1~2取Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。所述步骤（1）中的偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的任意一种。所述步骤（2）中的溶剂：按质量比5：1~2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。所述步骤（2）中的盐料：按质量比4：1：1~2取乙酸钠、氯化钾、磷酸钠混合，即得盐料。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以玻化微珠为原料，滑石粉以物理填覆作用对玻化微珠的开口孔进行封堵，也可发生部分水化反应，提高玻化微珠的本征耐热性能，乳化硅油可通过范德华力吸附于玻化微珠表面，改变表面性质，乳化硅油相互接触，融合，硬化交联，本身就有结膜强度，粘结力，可与玻化微珠形成化学键合，提高玻化微珠在陶瓷复合材体系的所带来的耐热性能，并且上述改性料，都可对陶瓷复合材料体系进一步地填充，提高组织间的粘结力，提高耐磨性；（2）本专利技术以氮化硼为原料，先通过多巴胺吸附于氮化硼表面引入小分子环氧基团，表面接枝硅烷偶联剂，多巴胺又可自聚合为聚多巴胺，为之后的反应提高表面活性，可改善氮化硼与环氧树脂之间的分散性，提高环氧涂层的抗腐蚀性，接着做支撑模板，以FeCl3·6H2O为Fe源又可由前多巴胺的桥联作用将Fe3O4粒子均匀的固定于复合物表面，有效的分散Fe3O4可达到对体系耐磨削性的显著提升。具体实施方式辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。混合液：按质量比4：1~2取pH为8.0~8.5的Tris-HCl缓冲液与无水乙醇混合，即得混合液。偶联剂：硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的任意一种。溶剂：按质量比5：1~2取乙二醇溶液、聚乙二醇混合，即得溶剂。改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合，以250~300r/min搅拌20~45min，室温下静置1~3天，得预水化物，取预水化物于100~110℃下干燥2~5h，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，以300W超声处理10~15min，加入氮化硼粉末质量40~55%的盐酸多巴胺混合，室温下反应4~6h，加入氮化硼粉末质量15~25%的偶联剂，于60~70℃下反应4~6h，以3000~4000r/min转速离心，取离心物用离心物质量3~6倍的体积分数为50%的乙醇溶液洗涤后，移至65~80℃烘箱干燥，得预处理氮化硼；（2）按质量比1：20~30：6取FeCl3·6H2O、溶剂、预处理氮化硼混合，以300W超声波分散处理10~15min，得分散液，取分散液于水浴60~75℃，加入预处理氮化硼质量2~5倍的乙酸钠混合，以300~400r/min搅拌2~5h，得搅拌液，取搅拌液密封于180~200℃反应釜下，保温10~12h后，自然冷却至室温，出料，以3000~4000r/min离心10~15min，静置15~30min，真空抽滤，取滤渣用滤渣质量3~5倍的无水乙醇清洗后，于55~70℃烘箱干燥，即得复合改性氮化硼材料。一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。一种陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水、20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料；（2）先于水浴35~55℃，取辅料、粘结剂、轻质碳酸钙、水、聚乙烯蜡、仲烷基苯磺酸钠于混料机混合，以300~500r/min搅拌30~50min后，升温至60~75℃，加入氮化硅、改性玻化微珠、复合改性氮化硼材料混合均匀，得浆料，取浆料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中，以50~100℃/min的升温速率升温至700~800℃，并于10~30MPa的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷复合材料，按质量份数计，包括如下组分：3~6份辅料、6~12份粘结剂、10~15份轻质碳酸钙、14~20份氮化硅、4~8份聚乙烯蜡、5~10份仲烷基苯磺酸钠、20~35份水，其特征在于，还包括：20~30份改性玻化微珠、30~45份复合改性氮化硼材料。2.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述辅料：按质量比5：1~2：0.1取硅藻土、膨润土、电石渣混合，即得辅料。3.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述粘结剂：按质量比4：1~2：5~8取聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、水混合，即得粘结剂。4.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述改性玻化微珠：按质量比1：4~7：3加入滑石粉、玻化微珠、水混合搅拌，静置，得预水化物，取预水化物干燥，得干燥物，取干燥物质量2~5倍的乳液包衣于干燥物，即得改性玻化微珠。5.根据权利要求4所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述乳液：按质量比3：0.3~0.7：10~15取乳化硅油、羊毛脂、水混合，即得乳液。6.根据权利要求1所述一种陶瓷复合材料，其特征在于，所述复合改性氮化硼材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：20~30取氮化硼粉末加入混合液中混合，超声处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，陈建春，
申请(专利权)人：佛山陵朝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44